Legendem os Físicos! 6

Desta vez temos uma foto em grupo da primeira Conferência de Solvay. Cliquem que ela cresce.

1 Walter Nernst 2 Robert Goldschmidt 3 Max Planck 4 Léon Brillouin 5
Heinrich Rubens

6 Ernest Solvay 7 Arnold Sommerfeld 8 Hendrik Antoon
Lorentz 9 Frederick Lindemann

10 Maurice de Broglie 11 Martin Knudsen
12 Emil Warburg 13 Jean-Baptiste Perrin

14 Friedrich Hasenöhrl 15
Georges Hostelet 16 Edouard Herzen 17 James Hopwood Jeans

18 Wilhelm
Wien 19 Ernest Rutherford 20 Marie Curie 21 Henri Poincaré

22 Heike
Kamerlingh Onnes 23 Albert Einstein 24 Paul Langevin

Legendem seus preferidos. =P

Marie Curie n√£o parece muito empolgada com o papo do Poincar√©…

N√£o ria agora, mas “a relatividade √© uma ideologia”

Sintam o drama. Um professor de Pol√≠tica de uma universidade brit√Ęnica publica um artigo no peri√≥dico “Social Epistemology” em que afirma ser a Relatividade, n√£o uma teoria cient√≠fica, mas uma ideologia.

A √ļnica rea√ß√£o digna seria proferir ofensas contra tal criatura que n√£o seriam apropriadas para o espa√ßo do blog, mas n√£o culpo os leitores que o tenham feito ao ler o primeiro par√°grafo.

De fato, a tolice √© tamanha que tal artigo me passou despercebido at√© que ele recebeu uma mat√©ria no “Inova√ß√£o Tecnol√≥gica”.  O Inova√ß√£o √© famoso por ser um ber√ßo de bizarrices e m√° interpreta√ß√£o de artigos cient√≠ficos – mau Jornalismo Cient√≠fico, puro e simples – mas n√£o costuma escrever sobre esse tipo de artigo obscuro. Algu√©m ainda mais insano teria levantado a bola. De fato, o rastro de bosta que segui aponta at√© o agregador de not√≠cias de ci√™ncia europeu AlphaGalileo que publicou, em 12 de maio, um artigo reproduzindo mat√©ria do site da universidade.

E qual o problema com o artigo? Al√©m do fato de ter sido reproduzido copiosamente por a√≠  em sites de not√≠cias, supostamente, de ci√™ncias sem uma palavra de confronto sequer? Todos! A come√ßar pela foto do sujeito:

Se você quer ser levado à sério não seja fotografado riscando E=mc². Sério.

Vou citar trechos da mat√©ria da Ci√™ncia Hoje portuguesa (que n√£o tem nenhuma rela√ß√£o com a hom√īnima brasileira), que √© praticamente tradu√ß√£o direta do release da universidade. Peter Hayes diz que,

“A teoria da relatividade aborda inconsist√™ncias elementares, mas
quando em 1919 foi popularmente divulgada, o mundo passou por uma
guerra terrível e uma gripe pandémica e as ideias de Einstein surgiram
como o tónico que a sociedade precisava. Com a confusão estabelecida,
as pessoas deixaram de questionar as falhas que transpareciam”

Sério isso? A Relatividade foi aceita por causa da Gripe? Calma, tem mais. Hayes deve se achar O desbravador das ciências por dizer que a Relatividade é inconsistente por causa do Paradoxo dos Gêmeos, que ele chama de Paradoxo do Relógio:

“O Paradoxo do rel√≥gio ilustra de forma evidente as inconsist√™ncias da teoria que a tornam cientificamente problem√°tica, mas ideologicamente poderosa”

Isso n√£o √© mais Paradoxo h√° muito tempo! Ao que parece, o autor leu um artigo de divulga√ß√£o pela metade e saiu se achando m√°ximo por ter percebido o furo na Teoria da Relatividade! E ainda parece ter gasto todo o artigo s√≥ com esse argumento p√≠fio j√° que √© o √ļnico citado nas mat√©rias. 

Sabe o que √© mais ir√īnico? O cara muito provavelmente deve ter um aparelho de GPS, que seria in√ļtil sem as corre√ß√Ķes relativ√≠sticas. Deve ter feito uma Tomografia por Emiss√£o de P√≥sitrons (PET), antipart√≠culas essas que foram previstas na formula√ß√£o relativ√≠stica de Dirac da Equa√ß√£o de Schr√∂dinger. E por a√≠ vai.

Aí você me abre um artigo que se diz tratar de uma crítica à relatividade, e ao invés de encontrar algo, por exemplo, sobre violação de Lorentz, me encontra uma crítica baseada no Paradoxo dos Gêmeos. AHVAPAPUTAQUEPARIU. E essa joça ainda recebe atenção da mídia. Mereço isso?

Depois ficam de mimimi quando se fala mal das Ci√™ncias Sociais. Ta√≠ um representante t√≠pico delas. Se esse √© o tipo de artigo aceito pela Social Epistemology, deve ter coisa l√° muito mais engra√ßada que o do “Affair Sokal”. E com um b√īnus: assombrosamente sinceros.

Reciclando Aceleradores de Partículas

Aceleradores de Part√≠culas s√£o important√≠ssimos n√£o s√≥ para a pesquisa em F√≠sica de Altas Energias, mas tamb√©m para diversos outros empreendimentos. E n√£o falo apenas  de potenciais tentativas de destrui√ß√£o mundial ou do tubo da sua antiga TV. Aceleradores de Part√≠culas podem ser usados tamb√©m para produ√ß√£o de radia√ß√£o de alta energia para “sondar” propriedades dos mais diversos materiais, inclusive biol√≥gicos. Por exemplo, leiam sobre Luz S√≠ncrotron, aqui

Com rela√ß√£o √† pesquisa em F√≠sica, os aceleradores foram important√≠ssimos por permitirem reproduzir controladamente fen√īmenos que antes s√≥ podiam ser estudados atrav√©s de decaimento radioativo de √°tomos ou de raios c√≥smicos.

√Č razo√°vel que se queira alcan√ßar energias cada vez maiores, e portanto que se construa aceleradores cada vez mais poderosos. Mas o que fazer com os velhos? Desmontar? Transformar em atra√ß√£o tur√≠stica? Dar para o sobrinho pentelho brincar?

Às vezes se faz o primeiro, às vezes o segundo e nunca o terceiro. A não ser que você queira criar um gênio do mal.

Outra solu√ß√£o √© continuar usando o trambolho, s√≥ que ao inv√©s de us√°-los para colidir part√≠culas, usa-se para acelerar um pouco as part√≠culas previamente e ent√£o injet√°-las no acelerador mais potente. √Č assim que se faz, por exemplo, no CERN [1] onde alguns aceleradores mais antigos s√£o usados para dar aquele chute nas part√≠culas antes que entrem na atual menina dos olhos do laborat√≥rio, o LHC.

Os Pr√≥tons e √¨ons usados nas colis√Ķes do LHC s√£o inicialmente acelerados nos aceleradores lineares. Passam ent√£o para o Proton Synchrotron, de 1959, e em seguida para o Super Proton Synchrotron, de 1976, e por fim para o LHC. O LHC por sua vez foi constru√≠do no mesmo t√ļnel que era usado pelo LEP, que funcionou de 1989 a 2000.

√Č claro que foram feitas modifica√ß√Ķes e upgrades nos aceleradores antigos para que pudessem ser usados nas pesquisas atuais, mas acho que isso ilustra bem o “gambiarra lifestyle” dos f√≠sicos de part√≠culas. “O qu√™? O tubo de resfriamento est√°  com vazamento? Um chiclete n√£o resolve n√£o?”

Ok, ok, não é assim. Só achei que seria legal compartilhar essa informação do reaproveitamento e fiquei sem punchline. Mais sorte para mim da próxima vez. =P

[1]: À época da fundação, Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, hoje Organização Européia
de Pesquisa Nuclear, mas mantém-se a sigla antiga por culpa do
Heisenberg =P

Legendem os Físicos! 5

bohr_heisenberg_pauli.jpgDa esquerda para a direita: Niels Bohr, Werner Heisenberg e Wolfgang Pauli.

Bohr parece estar contando um “causo” daqueles, n√£o?

Dia do Físico! Um quantum de comemoração

Putz! Esqueci-me completamente que hoje, 19 de maio, é Dia do Físico.

Por que hoje? Hoje é 19 de maio, vulgo 19/05. Tirem a barra e vocês tem 1905, Ano Miraculoso de Einstein. Criativo, não? =P

N√£o sei nem o que escrever para n√£o deixar passar em branco…

Enfim… Eu, como aspirante, dou os parab√©ns a todos os F√≠sicos, essas criaturas bizarras e incompreendidas que de seus por√Ķes empoeirados tentam dominar o mun… hmmm… entender a natureza a partir de seus constituintes mais b√°sicos. 

Parabéns!

einstein460x276.jpg

De quando pinguins invadem o Modelo Padr√£o

N√£o √© raro encontrarmos termos inusitados dando nomes √† objetos de teorias na F√≠sica. Talvez os mais famosos sejam os nomes dos quarks de segunda e terceira gera√ß√£o: Charmoso, Estranho, Bottom e Top. Esses √ļltimos j√° foram chamados de Beauty e Truth, mas convenhamos que a troca n√£o foi exatamente ben√©fica para a reputa√ß√£o dos dois. =P

O leitor pode achar que os nomes dados aos quarks nem sejam t√£o estranhos assim, ou que sejam at√© charmosos. Entretanto, duvido que deixe de concordar comigo sobre a doidera de se ter algo na F√≠sica que leve o nome de Pinguim. 

Quando estuda-se decaimentos e rea√ß√Ķes de part√≠culas elementares,
utiliza-se como auxílio nos cálculos uma série de desenhos chamados
Diagramas de Feynman. Esse diagramas s√£o √ļteis porque levam de maneira mais ou menos direta √†s equa√ß√Ķes que nos informam sobre a probabilidade de ocorr√™ncia daquela rea√ß√£o ou decaimento.

Um tipo desses diagramas é chamado de Diagrama Pinguim. Cuja aparência é como segue:

1-1-Pinguindiagramm.jpg

“Olhem s√≥! N√£o √© que parece um Pinguim mesmo? Vai ver √© por isso que ele recebe esse nome, n√£o? Talvez um F√≠sico com excesso de imagina√ß√£o (quase todos eles) tenha dado o nome devido √† apar√™ncia.”

Sinto informar que a história é um pouco mais interessante. Tudo começou com John Ellis (reproduzida aqui por Mikhail Shifman):

“Mary K. [Gaillard], Dimitri [Nanopoulos], and I first got
interested in what are now called penguin diagrams while we were
studying CP violation in the Standard Model in 1976… The penguin name
came in 1977, as follows.

In the spring of 1977, Mike Chanowitz, Mary K. and I wrote a paper on GUTs [Grand Unified Theories] predicting the b
quark mass before it was found. When it was found a few weeks later,
Mary K., Dimitri, Serge Rudaz and I immediately started working on its
phenomenology.

That summer, there was a student at CERN,
Melissa Franklin, who is now an experimentalist at Harvard. One
evening, she, I, and Serge went to a pub, and she and I started a game
of darts. We made a bet that if I lost I had to put the word penguin
into my next paper. She actually left the darts game before the end,
and was replaced by Serge, who beat me. Nevertheless, I felt obligated
to carry out the conditions of the bet.

For some time, it was not clear to me how to get the word into this b
quark paper that we were writing at the time…. Later…I had a sudden
flash that the famous diagrams look like penguins. So we put the name
into our paper, and the rest, as they say, is history.”

Ou, porcamente traduzido por mim:

Mary K. [Gaillard], Dimitri [Nanopoulos] e eu nos interessamos pelo que é chamado agora de Diagramas Pinguim enquanto estudávamos Violação CP no Modelo Padrão em 1976. O nome Pinguim apareceu em 1977, como segue:

Na primavera de 1977, Mike Chanowitz, Mary K. e eu escrevemos um artigo sobre Teorias de Grande Unificação predizendo a massa do quark b antes de ser descoberto. Quando foi encontrado algumas semanas mais tarde, Mary K., Dimitri, Serge Rudaz e eu começamos imediatamente a trabalhar em sua fenomenologia.

No ver√£o, havia uma estudante no CERN, Melissa Franklin, que agora √© uma experimentalista em Harvard. Numa noite, ela, eu e Serge fomos a um bar, e ela e eu come√ßamos um jogo de dardos. N√≥s apostamos que se eu perdesse eu teria que colocar a palavra Pinguim em meu pr√≥ximo artigo. Ela deixou o jogo de dardos antes do fim e foi substitu√≠da por Serge, que me venceu. Contudo, me senti obrigado a cumprir as condi√ß√Ķes da aposta.

Por algum tempo, n√£o me estava claro como por a palavra no artigo sobre o quark b que estava escrevendo na √©poca… Mais tarde, tive uma id√©ia s√ļbita de que os famosos diagramas pareciam Pinguins. Ent√£o botamos o nome no nosso artigo, e o resto, como dizem, √© hist√≥ria.

Os amigos leitores sabem agora que nunca se deve subestimar as consequências de uma aposta entre Físicos.

Legendem os Físicos! 4

Em concord√Ęncia com a semana de blogagem coletiva sobre a Luz, a√≠ vai uma foto cl√°ssica (ou relativ√≠stica, se preferirem =P) para ser legendada:

einst_b.jpg

Luz: Mais r√°pida que a dor de barriga!

Observar o c√©u noturno √© como viajar no tempo. √Č observar o passado. Estrelas que estamos vendo neste instante talvez nem existam mais, simplesmente porque a Luz que emitem n√£o chega instantaneamente at√© n√≥s. Sua velocidade √© absurdamente grande, √© verdade. T√£o grande que, para todos os efeitos cotidianos, ela parece infinita. S√≥ que frente √† imensid√£o do Cosmos at√© a Luz parece viajar lentamente.

Nem por isso os exatos 299.792.458 m/s da Velocidade da Luz no V√°cuo deixam de ser impressionantes. “Espera, espera, exatos? Como assim?” Calma, que chegaremos l√°.

Foi apenas no S√©culo 17 (n√ļmeros romanos my ass) que a finitude da velocidade da Luz come√ßou a ser estabelecida experimentalmente por observa√ß√Ķes astron√īmicas. Antes disso, tentativas experimentais locais esbarravam na dificuldade t√©cnica. Os experimentos idealizados por Galileu, por exemplo, foram inconclusivos.

Em 1676, Ole Christensen R√łmer, observando o movimento da lua Io de J√ļpiter, estimou a raz√£o entre a velocidade da luz e a velocidade de transla√ß√£o da Terra como sendo de 9300. O valor aceito atualmente √© de cerca de 10100.

Christian Huygens e Isaac Newton tamb√©m fizeram algumas estimativas, mas a medida antiga mais surpreendente foi a de James Bradley, em 1728, ao analisar o fen√īmeno, de sua pr√≥pria descoberta, da Aberra√ß√£o da Luz.

A Aberra√ß√£o da Luz √© um fen√īmeno pelo qual a posi√ß√£o das estrelas parece modificar-se devido ao movimento da Terra. Um tanto an√°logo a quando as gotas de chuva parecem incindir obliquamente no parabrisas de um carro em movimento, mas perpendicularmente ao carro quando ele est√° parado.

Bradley mediu esse desvio para a Luz e pode estimar sua velocidade em 298.000 km/s!      

A primeira medi√ß√£o “terrestre” foi de Hippolyte Fizeau em 1849. Num experimento semelhante ao idealizado por Galileo, Fizeau obteve 313.000 km/s. O experimento foi mais tarde aprimorado por Leon Foucault (sim, sim, o mesmo do p√™ndulo) que em 1862 publicou sua estimativa de 298.000 km/s. 

Desde ent√£o, as medidas foram sendo mais e mais aprimoradas, como mostram os gr√°ficos abaixo (tirados daqui):

medida_luz_1.gifmedida_luz_2.gif

Uma coisa estranha aparece no gráfico acima, não? As medidas param, por volta da primeira metade da década de 1980. Será que os Físicos desistiram de tentar medir de forma cada vez mais precisa a velocidade da Luz?

Acontece que em 1973, obteve-se uma medida para a velocidade da Luz no vácuo com valor de 299.792,457 km/s mais ou menos uma incerteza de 0,001 km/s. Apenas um metro de incerteza! Isso, somado à mudança constante na definição do metro, fazia parecer uma boa idéia redefinir o metro em função da Velocidade da Luz no vácuo.

At√© 1983, utilizava-se para a defini√ß√£o do Metro e do Segundo determinadas medidas de propriedades at√īmicas, respectivamente, 1.650.763,73 comprimentos de onda da linha de
emiss√£o vermelho-alaranjada do espectro do Cript√īnio 86 e 9.192.631,770
períodos da radiação correspondente à transição de dois estados
hiperfinos do n√≠vel fundamental do √°tomo de C√©sio 133. 

Em 1983, um metro passou a ser o espa√ßo percorrido pela Luz em 1/299.792.458 de segundo. Com o segundo definido por propriedade at√īmicas.

E a Velocidade da Luz no vácuo passou a ser então, por definição, exatos 299.792.458 m/s.

Impressionante, por definição.

PS: A sugest√£o de t√≠tulo foi do Rafael. Reclama√ß√Ķes com ele. =P

A proverbial agulha na piscina de Xen√īnio

Se deus está nos detalhes, desta vez ele só pode estar de sacanagem.

Semana passada, a Symmetry publicou em seu site um artigo sobre o experimento EXO (Observat√≥rio de Xen√īnio Enriquecido) projetado para a observa√ß√£o (ou n√£o) do fen√īmeno do Decaimento Beta Duplo sem Neutrino.

No Decaimento Beta comum, um n√™utron decai em um pr√≥ton emitindo um el√©tron e um antineutrino. √Č esse decaimento, por exemplo, o respons√°vel pela transforma√ß√£o de Carbono 14 em Nitrog√™nio 14 e do Rub√≠dio 87 em Estr√īncio 87, que s√£o usados em m√©todos de data√ß√£o radiativa.

Alguns isótopos podem sofrer Decaimento Beta Duplo, com emissão de 2 elétrons e 2 neutrinos. Esse tipo de decaimento é bem mais raro e foi observado pela primeira vez em 1986. A observação do Beta Duplo é tão rara devido à meia-vida média de mais de 1019 anos (como comparação, a idade do Universo é da ordem de 1010 anos).

Mais raro ainda, tão raro que ainda não foi observado, é o Decaimento Beta Duplo sem emissão de neutrinos. E esse é o objetivo do experimento EXO (dentre outros em operação com o mesmo objetivo).

O EXO utiliza um tanque de 200kg de Xen√īnio 136 l√≠quido para tentar observar o decaimento em B√°rio 136 atrav√©s do Beta Duplo e, se derem bastante sorte, do Beta Duplo sem Neutrinos. O grande problema √© que, mesmo com toda essa quantidade de Xen√īnio (a ser aumentada para 10 toneladas) espera-se um decaimento de vez em quase nunca e a detec√ß√£o de um √°tomo de B√°rio num tanque com 1028 √°tomos de Xen√īnio √© de um desafio imenso. 

O leitor astuto pode estar se indagando: independentemente da detecção do Bário, que deve ocorrer pelo decaimento duplo com ou sem neutrinos, se os neutrinos são partículas que pouco interagem com outras, como diferenciar se ele é emitido ou não, já que tão poucos serão produzidos?

Para responder a isso podemos voltar à própria descoberta do Neutrino, que, não surpreendentemente, aconteceu através do decaimento Beta.

Ao se medir a energia com que o elétron era emitido no decaimento Beta, foi observado uma coisa inusitada: ele não era emitido sempre com a energia máxima possível mas apresentava uma distribuição da forma abaixo:

betaspectrum.jpg

O eixo horizontal indica a energia do el√©tron. O eixo vertical indica o n√ļmero de el√©trons medidos com aquela energia. Esse tipo de distribui√ß√£o indicava que uma terceira part√≠cula  (que deveria ser neutra, j√° que n√£o deixava rastros nas c√Ęmaras de nuvem) estaria envolvida no decaimento. Essa part√≠cula carregava parte da energia liberada no decaimento e fazia com que pouqu√≠ssimos el√©trons fossem emitidos pr√≥ximos da energia m√°xima.

Analogamente, se os responsáveis pelo EXO medirem um espectro de energia para os elétrons emitidos semelhante ao acima, significa que o decaimento envolvido é o Beta Duplo normal. Por outro lado, se observarem um pico em torno da energia máxima, o decaimento é o Beta Duplo sem neutrinos.

Nesse √ļltimo caso, estar√° confirmado um dos fen√īmenos chave para entender a f√≠sica dos neutrinos N√£o vou me estender mais sobre isso j√° que daria material para v√°rias postagens. Os interessados podem pesquisar sobre neutrinos de Majorana, sobre a hierarquia das massas dos neutrinos, etc.

Para finalizar, gostaria de ecoar o coment√°rio do  blog Physics and Physicists. Todo esse esfor√ßo experimental √© para se observar um fen√īmeno rar√≠ssimo. E mesmo assim, com bastante dedica√ß√£o e esperteza, √© poss√≠vel superar as dificuldades.

Não é raro vermos defensores de MUCHALOKICES inventando desculpas das mais esfarrapadas para a não observação de suas doideiras por experimentos controlados. Um dos argumentos seria que as MUCHALOKICES seriam muito raras para serem observadas.

S√≥ que pelo que vimos do experimento EXO, quanto mais controladas as condi√ß√Ķes do experimento melhores s√£o as chances de observ√°-lo, por mais raro que seja.

Legendem os Físicos! 3

Quero pedir desculpas pela falta de postagens, esta semana foi bastante ocupada. Agora vamos aos Físicos a serem legendados:

Wolfgang Pauli (à esquerda), Niels Bohr (à direita) e um pião. Piada pronta, não? Mãos às legendas, amigos!

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